冷弯型钢结构有效截面计算

《冷弯型钢结构有效截面计算》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、冷弯薄壁型钢结构的有效截面设计法TheEffectiveSectionmethodofCold-FormedThin-WallSteelStructuralDesign报告人：何保康教授西安建筑科技大学土木工程学院2007/041主要内容(MainContents)：1.冷弯薄壁型钢压杆局部屈曲特性;TheLocalBucklingBehaviorofCold-FormedSteelonCompressionMembers2.板件屈曲后强度和有效宽度法概念;TheConceptionsofEffectiveWidthM

2、ethodoftheplates3.冷弯薄壁型钢结构有效宽度计算。TheCalculationofEffectiveWidthofCold-FormedSteelStructures21.冷弯薄壁型钢压杆局部屈曲(LocalBuckling)特性在压力作用下，截面板件发生波曲变形称板件局部屈曲。截面板件交角保持不变,截面形状不变,板件交线挺直.截面板件以一定半波长发生波曲状变形，小变形理论。3根据薄板弹性理论，板件局部屈曲时的临界应力为：k=板件稳定系数，与板的支承条件、受力状态等有关如均压、二边支承板k=4.0；一边

3、支承、一边自由板k=0.425=泊松比，取≈0.3，b/t=板件宽厚比;与b/t平方成反比。板件弹性局部屈曲临界应力（1-1）4板件非弹性局部屈曲临界应力按F.柏拉希理论(BucklingStrengthofMetalStructures)：F.柏拉希建议：应力、应变曲线比例极限到屈服强度之间假定为二次抛物线过渡:。=切线模量=比例极限=计算应力52.板件屈曲后强度(Post-BuckingStrength)和有效宽度（EffectiveWidth)法概念板件屈曲后强度板件达到临界应力后，板面出现波曲，但并不破坏，

4、它可继续承受外载，这种现象称之板件的屈曲后强度或超屈曲强度。板件的超屈曲强度主要由于板件的横向薄膜效应形成的；板件达屈曲荷载后，中间部分不再承担外荷，但靠近支承板件可继续承受外载，内力重分布这也是板件屈曲后强度形成的原因。6板件屈曲后应力分布(StressDistribution)板件屈曲后应力分布不均匀,二支承边处大于中央部位，直至板边缘应力达屈服强度Fy，板件达到极限强度。应力分布图(StressDistribution)7板件屈曲后强度计算和有效宽度法概念有效宽度法的思路是：将沿板宽b方向上不均匀的应力分布，

5、假设为以板边缘最大应力均匀分布在一个假想的有效宽度上（如图所示）。这个有效宽度可由非均匀应力分布的曲线面积和二块均匀应力矩形面积相等所确定。即：有效宽度图(EffectiveWidth)有效宽度对板而言:是计算板件极限强度的一种人为的方法。简便实用，关键是有效宽度的确定。板的极限承力：8板件的超屈曲强度理论精确分析要应用板的大变形理论，其微分方程式为（Karman）1910F=应力函数(分析略)9冷弯薄壁型钢压杆整体屈曲和局部屈曲相关影响：压杆整体屈曲：压杆板件局部屈曲：整体屈曲控制，局部不屈曲，全截面有效；局部先屈曲

6、，并利用屈曲后强度，局部屈曲与整体屈曲相关影响，即整体屈曲承载力采用部分有效截面确定，考虑局部屈曲对构件整体屈曲刚度削弱。冷弯薄壁型钢构件多般属此情况。10冷弯型钢C形截面轴压柱试验实例演示Compressiontestoncold-formedsteellongcolumn,Csection,(2006)11轴压柱板件局部屈曲与构仲整体屈曲相关作用Local&overallbucklingandinteractionbetweenthem(2005)12Finaloverallbucklingfailuredetai

7、ls(alocalplasticmechanismsformed)柱最终整体屈曲破坏（局部压曲塑性机构）200513550MPa冷弯薄壁型钢帽形截面梁试(2006)14550MPa冷弯薄壁型钢帽形截面梁试验（受压翼缘和腹板受压区局部屈曲）200615550MPa冷弯薄壁型钢帽形截面梁试验（梁受弯强度破坏局部压曲塑性机构形成）200616普钢规范GB50017对热轧型钢构件整体屈曲之前不允许出现截面板件的局部屈曲。方法是限制板件的宽厚比或设置加劲肋等。如:轴压杆工字型(由)翼缘和腹板宽厚比规定为:又如:梁腹板设置加劲肋G

8、B50017笫4.3.1条规定为:设置横向加劲肋设置纵向加劲肋173.冷弯薄壁型钢有效宽度计算1).卡门公式（Karman）1932卡门有效宽度是一个定值，与材料性能、板件支承条件、受力况状等有关，与实际板宽b无关;适用于航空结构，用于建筑结构中，应做修正。=4.0(均压四边简支板);=0.3;=2.06×105N/mm2;=23